專(zhuān)利名稱(chēng)：：一種開(kāi)關(guān)磁阻起動(dòng)/發(fā)電機(jī)功率變換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：發(fā)明涉及一種開(kāi)關(guān)磁阻起動(dòng)/發(fā)電機(jī)功率變換器，屬于開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)的容錯(cuò)控制以及功率變換器設(shè)計(jì)的
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
：開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)(簡(jiǎn)稱(chēng)SR電機(jī))是由電力電子技術(shù)、控制技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)與傳統(tǒng)磁阻式電才;i4目結(jié)合發(fā)^^來(lái)的新型調(diào)速電機(jī),它以結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固、成本低、工作可靠、控制靈活、運(yùn)行效率高、容錯(cuò)能力強(qiáng)等優(yōu)越特性,在牽引運(yùn)輸、通用工業(yè)、航空工業(yè)、家用電器等各個(gè)領(lǐng)域都獲得了應(yīng)用。只要根據(jù)轉(zhuǎn)子位置來(lái)控制主開(kāi)關(guān)通斷角度來(lái)改變相電流的大小和生成位置,就可以產(chǎn)生不同大小和方向的電磁轉(zhuǎn)矩。通過(guò)對(duì)電流的單極性控制實(shí)現(xiàn)電能的雙向流動(dòng)，很方便地實(shí)現(xiàn)起動(dòng)和發(fā)電雙功能運(yùn)行。由雙凸核J茲阻電機(jī)和這種特殊的開(kāi)關(guān)電路組成的開(kāi)關(guān)^茲阻電機(jī)系統(tǒng)允許能量的雙向傳輸，使得該系統(tǒng)無(wú)需附加任何附件就能實(shí)現(xiàn)起動(dòng)發(fā)電雙功能,即可形成優(yōu)良特性的開(kāi)關(guān)磁阻起動(dòng)/發(fā)電機(jī)系統(tǒng)(SRstarter/generator)。開(kāi)關(guān)磁阻電積/f乍為發(fā)電才幾工作時(shí),具有較好的調(diào)節(jié)性能,可在轉(zhuǎn)速大范圍變化中調(diào)節(jié)輸出適應(yīng)負(fù)載要求;由于電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,可以做成高轉(zhuǎn)速的發(fā)電裝置,因此可達(dá)很高功率密度。由以上開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)電動(dòng)運(yùn)行和發(fā)電運(yùn)行的一些特性,可以看出,開(kāi)關(guān)磁阻起動(dòng)/發(fā)電機(jī)系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、高容錯(cuò)性、高功率密度和高速運(yùn)行能力等特點(diǎn)，很適合應(yīng)用于航空高壓直流起動(dòng)/發(fā)電系統(tǒng)，也可以用于其它的場(chǎng)合,如汽車(chē)、艦艇等起動(dòng)/發(fā)電機(jī)系統(tǒng)。在一些具有特殊要求的場(chǎng)合,如航空起動(dòng)/發(fā)電系統(tǒng)，就要求開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)系統(tǒng)具有較強(qiáng)的容錯(cuò)運(yùn)行功能,并具有冗余功能，從而使得系統(tǒng)能在故障發(fā)生時(shí)能繼續(xù)運(yùn)行,可以為故障診斷和故障恢復(fù)留出足夠的時(shí)間。故障診斷后系統(tǒng)能夠恢復(fù)正?；蚪咏＿\(yùn)行，從而大大增強(qiáng)發(fā)電系統(tǒng)的可靠性。開(kāi)關(guān)磁阻起動(dòng)/發(fā)電機(jī)系統(tǒng)主要故障類(lèi)型可以分為電機(jī)內(nèi)部故障、功率變換器故障、負(fù)載突變故障以及位置傳感器失效引起的位置故障。其中功率板的電氣故障發(fā)生概率較大，因此對(duì)功率變換器功率板進(jìn)行容錯(cuò)控制和余度恢復(fù)具有重要意義。為了滿(mǎn)足特定場(chǎng)合的要求,需要使電機(jī)從故障狀態(tài)恢復(fù)到正常工作狀態(tài),保證發(fā)電質(zhì)量，有必要對(duì)功率變換器進(jìn)行冗余設(shè)計(jì)。通常采用功率變換器橋臂冗余的方法,即一相繞組接兩個(gè)橋臂,正常工作時(shí)啟用一個(gè)橋臂,當(dāng)檢測(cè)到功率管故障后,斷開(kāi)故障橋臂同時(shí)啟用備用橋臂。這種變換器結(jié)構(gòu)和控制策略相對(duì)簡(jiǎn)單，但是這種故障后棄用故障橋臂的方式的代價(jià)是功率管利用率太低,故障橋臂中能正常工作的管子不能利用上。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的問(wèn)題是實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)磁阻起動(dòng)/發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的自勵(lì)式不對(duì)稱(chēng)半橋功率變換器的功率開(kāi)關(guān)管故障模式下的容錯(cuò)運(yùn)行。即通過(guò)采用一種新型的功率變換器功率管冗余的方法,使得系統(tǒng)在功率變換器發(fā)生故障時(shí)仍然能夠容錯(cuò)運(yùn)行。本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案本發(fā)明為一種開(kāi)關(guān)磁阻起動(dòng)/發(fā)電機(jī)功率變換器，其特征在于包含電源、電解電容、六個(gè)功率開(kāi)關(guān)管即第一功率開(kāi)關(guān)管至第六功率開(kāi)關(guān)管、六個(gè)續(xù)流二極管即第一續(xù)流二極管至第六續(xù)流二極管、負(fù)載開(kāi)關(guān)管、六個(gè)輔助開(kāi)關(guān)管即第一輔助開(kāi)關(guān)管至第六輔助開(kāi)關(guān)管、第一功率二才及管、第二功率二^l管和負(fù)載。其中電源的正極串接第一功率二極管后分別接第二功率二極管的陰極、第一功率開(kāi)關(guān)管的漏極、第三功率開(kāi)關(guān)管的漏極和第五功率開(kāi)關(guān)管的漏極;電源的負(fù)極分別接第一續(xù)流二極管的陽(yáng)極、第二功率開(kāi)關(guān)管的源極、第三續(xù)流二極管的陽(yáng)極、第四功率開(kāi)關(guān)管的源極、第五續(xù)流二極管的陽(yáng)極、第六功率開(kāi)關(guān)管的源極、電解電容的輸出端、負(fù)載的負(fù)輸入端和第六輔助開(kāi)關(guān)管的源極;第六輔助開(kāi)關(guān)管的漏極分別接第四輔助開(kāi)關(guān)管的源極、第六功率開(kāi)關(guān)管的漏;〖及和第六續(xù)流二^L管的陽(yáng)^L;第四輔助開(kāi)關(guān)管的漏才及分別4妻第二輔助開(kāi)關(guān)管的源極、第四功率開(kāi)關(guān)管的漏極和第四續(xù)流二極管的陽(yáng)極;第二輔助開(kāi)關(guān)管的漏極分別接第二功率開(kāi)關(guān)管的漏極和第二續(xù)流二極管的陽(yáng)極;第二續(xù)流二極管的陰極分別接第二功率二極管的陽(yáng)極、第四續(xù)流二極管的陰極、第六續(xù)流二極管的陰極、電解電容的輸入端和負(fù)載開(kāi)關(guān)管的漏極;負(fù)載開(kāi)關(guān)管的源極分別接負(fù)載的正輸入端和第五輔助開(kāi)關(guān)管的漏極;第五輔助開(kāi)關(guān)管的源極分別接第三輔助開(kāi)關(guān)管的漏極、第五功率開(kāi)關(guān)管的源極和第五續(xù)流二極管的陰極;第三輔助開(kāi)關(guān)管的源極分別接第一輔助開(kāi)關(guān)管的漏極、第三功率開(kāi)關(guān)管的源極和第三續(xù)流二極管的陰極;第一輔助開(kāi)關(guān)管的源極分別接第一功率開(kāi)關(guān)管的源極和第一續(xù)流二極管的陰極;第一功率開(kāi)關(guān)管的源極與第二功率開(kāi)關(guān)管的漏極間串接所述開(kāi)關(guān)磁阻起動(dòng)/發(fā)電機(jī)的A相繞組;第三功率開(kāi)關(guān)管的源極與第四功率開(kāi)關(guān)管的漏極間串接所述開(kāi)關(guān)磁阻起動(dòng)/發(fā)電機(jī)的B相繞組;第五功率開(kāi)關(guān)管的源極與第六功率開(kāi)關(guān)管的漏極間串接所述開(kāi)關(guān)磁阻起動(dòng)/發(fā)電機(jī)的C相繞組。本發(fā)明在傳統(tǒng)的開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)自勵(lì)型不對(duì)稱(chēng)半橋功率變換器拓樸的基礎(chǔ)上，外加了6個(gè)輔助開(kāi)關(guān)管Sl-S6，從而將該功率變換器的各橋臂開(kāi)關(guān)管以及負(fù)載開(kāi)關(guān)管有效的銜接起來(lái)，可以實(shí)現(xiàn)各橋臂任意開(kāi)關(guān)管故障時(shí)的冗余。針對(duì)不同的故障模式，可以應(yīng)用多種不同控制策略，實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)運(yùn)行。本發(fā)明采用的這種具有容錯(cuò)功能的開(kāi)關(guān)磁阻起動(dòng)/發(fā)電機(jī)功率變換器拓樸結(jié)構(gòu)。能夠使電機(jī)在發(fā)生故障時(shí)進(jìn)入缺相發(fā)電運(yùn)行狀態(tài)，為故障診斷留出足夠的時(shí)間，并通過(guò)利用輔助開(kāi)關(guān)管銜接起各橋臂的上、下開(kāi)關(guān)管以及負(fù)載開(kāi)關(guān)管，實(shí)現(xiàn)當(dāng)一相或多相發(fā)生故障后，仍能工作在容錯(cuò)運(yùn)行模式下，發(fā)電性能較缺相運(yùn)行大為改善。采用該功率變換器拓樸，能有效提高開(kāi)關(guān)磁阻起動(dòng)/發(fā)電機(jī)的容錯(cuò)能力，具有重要的意義。圖1開(kāi)關(guān)磁阻起動(dòng)/發(fā)電機(jī)自勵(lì)磁模式不對(duì)稱(chēng)半橋功率變換器拓樸圖。圖1中符號(hào)名稱(chēng):Us是電源電壓,Cl、C2是電容,Q1Q6是功率開(kāi)關(guān)管,Q7為負(fù)載開(kāi)關(guān)管，D1、D2是功率二極管,A、B、C分別是三相繞組。圖2為A相正常初始勵(lì)磁模式。圖3為A相正常發(fā)電勵(lì)^茲模式。圖4為A相正常續(xù)流發(fā)電模式。圖5為傳統(tǒng)的橋臂冗余功率變換器電路拓樸。圖5中符號(hào)名稱(chēng):Us是電源電壓,Cl、C2是電容,Q1Q6是功率開(kāi)關(guān)管,Q7為負(fù)載開(kāi)關(guān)管,S1S6是冗余橋臂開(kāi)關(guān)管,D1、D2是功率二極管，A、B、C分別是三相繞組。圖6為本發(fā)明自勵(lì)不對(duì)稱(chēng)半橋容錯(cuò)功率變換器電路拓樸。圖6中符號(hào)名稱(chēng):Us是電源電壓,C1、C2是電容,Q1Q6是功率開(kāi)關(guān)管，Q7為負(fù)載開(kāi)關(guān)管，S1S6為輔助開(kāi)關(guān)管。Dl、D2是功率二極管，A、B、C分別是三相繞組。圖7為A相上管故障時(shí)初始勵(lì)》茲才莫式。圖8為A相上管故障時(shí)發(fā)電勵(lì)f茲才莫式1。圖9為A相上管故障時(shí)發(fā)電勵(lì)》茲才莫式2。圖10為A相上管故障時(shí)發(fā)電勵(lì)磁模式3。圖11為A相下管故障時(shí)初始勵(lì)^茲才莫式。圖12為A相下管故障時(shí)發(fā)電勵(lì)i茲才莫式1。圖13為A相下管故障時(shí)發(fā)電勵(lì)磁模式2。圖14為A相下管故障時(shí)發(fā)電勵(lì)》茲模式3。圖15為續(xù)流發(fā)電模式。圖16為A相正常運(yùn)行工作時(shí)控制框圖。圖17為A相發(fā)電勵(lì)^茲階段開(kāi)關(guān)管發(fā)生故障時(shí)控制框圖。具體實(shí)施例方式功率變換器故障主要有(l)功率開(kāi)關(guān)管開(kāi)路故障；(2)功率開(kāi)關(guān)管擊穿短路故障兩種。由于過(guò)壓、過(guò)流和工作溫度過(guò)高時(shí)導(dǎo)致功率開(kāi)關(guān)管和功率二極管的損壞,5造成開(kāi)路或功率器件擊穿短路。此時(shí)勵(lì)磁電源電壓將持續(xù)給該相繞組供電，電流大小主要取決于勵(lì)磁電源電壓的大小。通過(guò)控制器判斷該故障并切斷驅(qū)動(dòng)信號(hào)，電機(jī)將運(yùn)行在缺相發(fā)電模式下，因此這兩種故障都可轉(zhuǎn)化為缺相故障。利用MATLAB仿真其結(jié)果與繞組開(kāi)路故障相類(lèi)似。由于此時(shí)電才幾工作在缺相發(fā)電模式下，這時(shí)候的輸出電壓開(kāi)始下降，但通過(guò)調(diào)節(jié)其它兩相的輸出功率后，系統(tǒng)的發(fā)電電壓開(kāi)始上升，并在一定的時(shí)間后重新達(dá)到平衡，維持在270V。由于系統(tǒng)處于缺相運(yùn)行狀態(tài)，造成了母線(xiàn)電流波動(dòng)，從而使得輸出電壓的紋波明顯增大。由于電機(jī)在缺相模式下仍能繼續(xù)工作，因此可以為故障檢測(cè)和診斷提供必要的時(shí)間。下面結(jié)合附圖對(duì)發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明如圖l所示，正常工作時(shí)，發(fā)電初始瞬間，由外部的電源Us通過(guò)功率二極管Dl提供初始勵(lì)f茲(如圖2所示);當(dāng)輸出電壓大于電源電壓Us時(shí),由于功率二極管Dl的截止作用,夕卜部電源不再提供勵(lì)磁電壓，此時(shí)的勵(lì)磁電壓由電容Cl和C2上的電壓通過(guò)功率二極管D2提供(如圖3所示)。勵(lì)石茲結(jié)束后關(guān)閉該相開(kāi)關(guān)管，即可通過(guò)續(xù)流二極管向負(fù)載端輸出電能(如圖4所示)。對(duì)于開(kāi)關(guān)^茲阻起動(dòng)/發(fā)電系統(tǒng)，主要考慮發(fā)生在發(fā)電運(yùn)行過(guò)程中的故障,本發(fā)明的容錯(cuò)功率變換器拓樸結(jié)構(gòu)主要針對(duì)發(fā)電運(yùn)行的故障容錯(cuò)。正常工作時(shí),負(fù)載開(kāi)關(guān)管始終開(kāi)通，在發(fā)電勵(lì)^茲階段,C1、D2、Ql、Q2和A相繞組構(gòu)成發(fā)電勵(lì)磁回路,發(fā)電運(yùn)行時(shí),關(guān)斷Ql、Q2,使A相繞組,A相兩個(gè)續(xù)流二極管D3和D4,負(fù)載R和電容C1構(gòu)成發(fā)電回路。圖5為傳統(tǒng)的橋臂冗余功率變換器電路拓樸。圖6為本發(fā)明自勵(lì)不對(duì)稱(chēng)半橋容錯(cuò)功率變換器電路拓樸。包含電源、電解電容C1、六個(gè)功率開(kāi)關(guān)管即第一功率開(kāi)關(guān)管Ql至第六功率開(kāi)關(guān)管Q6、六個(gè)續(xù)流二^l管即第一續(xù)流二^f及管D3至第六續(xù)流二^L管D8、負(fù)載開(kāi)關(guān)管Q7、六個(gè)輔助開(kāi)關(guān)管即第一輔助開(kāi)關(guān)管S1至第六輔助開(kāi)關(guān)管S6、第一功率二極管D1、第二功率二極管D2和負(fù)栽R,其中電源的正極串接第一功率二極管(D1)后分別接第二功率二極管D2的陰極、第一功率開(kāi)關(guān)管Ql的漏極、第三功率開(kāi)關(guān)管Q3的漏極和第五功率開(kāi)關(guān)管Q5的漏極;電源的負(fù)極分別接第一續(xù)流二極管D3的陽(yáng)極、第二功率開(kāi)關(guān)管Q2的源極、第三續(xù)流二極管D5的陽(yáng)極、第四功率開(kāi)關(guān)管Q4的源極、第五續(xù)流二極管D7的陽(yáng)極、第六功率開(kāi)關(guān)管Q6的源極、電解電容C1的輸出端、負(fù)載R的負(fù)輸入端和第六輔助開(kāi)關(guān)管S6的源極;第六輔助開(kāi)關(guān)管S6的漏極分別接第四輔助開(kāi)關(guān)管S4的源極、第六功率開(kāi)關(guān)管Q6的漏極和第六續(xù)流二才及管D8的陽(yáng)極;第四輔助開(kāi)關(guān)管S4的漏極分別接第二輔助開(kāi)關(guān)管S2的源極、第四功率開(kāi)關(guān)管Q4的漏極和第四續(xù)流二才及管D6的陽(yáng)才及;第二輔助開(kāi)關(guān)管S2的漏極分別接第二功率開(kāi)關(guān)管Q2的漏極和第二續(xù)流二極管D4的陽(yáng)極;第二續(xù)流二極管D4的陰極分別接笫二功率二極管D2的陽(yáng)極、第四續(xù)流二極管D6的陰極、第六續(xù)流二極管D8的陰極、電解電容C1的輸入端和負(fù)載開(kāi)關(guān)管Q7的漏極;負(fù)載開(kāi)關(guān)管Q7的源極分別接負(fù)載R的正輸入端和第五輔助開(kāi)關(guān)管S5的漏極;第五輔助開(kāi)關(guān)管S5的源極分別接第三輔助開(kāi)關(guān)管S3的漏極、第五功率開(kāi)關(guān)管Q5的源極和第五續(xù)流二極管D7的陰極;第三輔助開(kāi)關(guān)管S3的源極分別接第一輔助開(kāi)關(guān)管Sl的漏極、第三功率開(kāi)關(guān)管Q3的源極和第三續(xù)流二極管D5的陰極;第一輔助開(kāi)關(guān)管Sl的源極分別接第一功率開(kāi)關(guān)管Ql的源極和第一續(xù)流二極管D3的陰才及;第一功率開(kāi)關(guān)管Ql的源極與第二功率開(kāi)關(guān)管Q2的漏極間串接所述開(kāi)關(guān)磁阻起動(dòng)/發(fā)電機(jī)的A相繞組;第三功率開(kāi)關(guān)管Q3的源第五功率開(kāi)關(guān)管Q5的源極與第六功率開(kāi)關(guān)管Q6的漏極間串接所述開(kāi)關(guān)磁阻起動(dòng)/發(fā)電機(jī)的C相繞組。發(fā)電勵(lì)磁階段,若Ql發(fā)生故障,將Ql管切除，則A相不能正常勵(lì)i茲。此時(shí)可以開(kāi)通Q3和S1，使C1、D2、Q3、Sl、A相繞組和Q2構(gòu)成勵(lì)磁回路，從而使得A相實(shí)現(xiàn)正常勵(lì)石茲(如圖7、圖8所示);關(guān)閉Q3、Sl、Q2,此時(shí)A相繞組，A相兩個(gè)續(xù)流二極管和電容C1構(gòu)成續(xù)流回路,可以實(shí)現(xiàn)正常的續(xù)流。亦可通過(guò)開(kāi)通Q5，S3,Sl，此時(shí)C1、D2、Q5、Sl、S3、A相繞組和Q2構(gòu)成勵(lì)磁回路,可以實(shí)現(xiàn)正常的初始勵(lì)磁(如圖9所示);關(guān)閉Q5、S3、Sl、Q2可以實(shí)現(xiàn)正常續(xù)流發(fā)電。還可以通過(guò)開(kāi)通S5、S3、Sl,此時(shí)Cl、D2、S5、Sl、S3、A相繞組和Q2構(gòu)成勵(lì)磁回路,可以實(shí)現(xiàn)正常的初始勵(lì)磁(如圖10所示);關(guān)閉S5、Sl、S3、Q2可以實(shí)現(xiàn)正常續(xù)流發(fā)電。同理,B相上管故障可以通過(guò)利用C相上管,或負(fù)載開(kāi)關(guān)管Q7來(lái)實(shí)現(xiàn)冗余。C相上管故障可以通過(guò)利用負(fù)載開(kāi)關(guān)管Q7來(lái)實(shí)現(xiàn)冗余。因此該功率變換器拓樸可以實(shí)現(xiàn)發(fā)電運(yùn)行時(shí)各橋臂上管故障的容錯(cuò)控制。發(fā)電勵(lì)磁階段,下管發(fā)生故障。以A相為例，若Q2發(fā)生故障,將Q2管切除，則A相不能正常厲力/磁。此時(shí)可以開(kāi)通S2、Q4/f吏Cl、D2、Ql、A相繞組、S2、Q4構(gòu)成勵(lì)磁回路，從而使得A相實(shí)現(xiàn)正常勵(lì)磁(如圖11、圖12所示);關(guān)閉Q4、S2、Q1，此時(shí)A相繞組、A相兩個(gè)續(xù)流二才及管和電容C1構(gòu)成續(xù)流回路,可以實(shí)現(xiàn)正常的續(xù)流。亦可通過(guò)開(kāi)通S2、S4、Q6,可以使A相實(shí)現(xiàn)正常勵(lì)石茲(如圖13所示);關(guān)斷S2、S4、Q6、Ql，可以實(shí)現(xiàn)正常的續(xù)流。也可以通過(guò)開(kāi)通S2、S4、S6,可以使A相實(shí)現(xiàn)正常勵(lì)》茲(如圖14所示);關(guān)斷S2、S4、S6、Ql,可以實(shí)現(xiàn)正常的續(xù)流(如圖15所示)。同理,B相下管故障可以通過(guò)利用C相下管。C相下管故障可以通過(guò)利用開(kāi)關(guān)管S6來(lái)實(shí)現(xiàn)冗余。因此該功率變換器拓樸也可以實(shí)現(xiàn)發(fā)電運(yùn)行時(shí)各橋臂下管故障的容4普控制。由此可知該功率變換器拓樸結(jié)構(gòu)可以充分利用負(fù)載開(kāi)關(guān)管對(duì)各橋臂的冗余功能。通過(guò)外加輔助開(kāi)關(guān)管，可以實(shí)現(xiàn)各橋臂任意開(kāi)關(guān)管故障時(shí)的冗余。針對(duì)不同的故障模式，可以得到多種不同控制策略,控制非常靈活。其中，A相Ql管故障時(shí)可以通過(guò)輔助開(kāi)關(guān)管Sl、S3、S5的銜接作用，從而利用B相上管Q3、C相的上管Q5或者負(fù)載開(kāi)關(guān)管Q7來(lái)實(shí)現(xiàn)冗余,都可以實(shí)現(xiàn)正常勵(lì)》茲;B相上管Q3故障,可以利用C相上管Q5或負(fù)載開(kāi)關(guān)管Q7，實(shí)現(xiàn)正常廚W茲;C相理方式同上管。因此，對(duì)于A(yíng)相上管Ql故障的處理方式有三種;B相上管Q3故障處理方式有兩種;C相上管Q5故障處理方式有一種。同理，對(duì)于A(yíng)相下管Q2的故障處理方式有三種;B相下管Q4故障處理方式有兩種;C相下管Q6故障處理方式有一種。若A相上下管都發(fā)生故障，處理方式有9種;B相上下管都發(fā)生故障，處理方式有4種;C相上下管都發(fā)生故障，處理方式有1種。具體實(shí)施方式如表1所示表1故障相故障開(kāi)關(guān)管處理方法種類(lèi)AQll.開(kāi)通Q3和S13種2.開(kāi)通Q5、S3、Sl3.開(kāi)通S5、S3、SlQ21.開(kāi)通S2、Q43種2.開(kāi)通S2、S4、Q63.開(kāi)通S2、S4、S6Ql和Q21.開(kāi)通Q3、Sl、S2、Q49種2.開(kāi)通Q3、Sl、S2、S4、Q63.開(kāi)通Q3、Sl、S2、S4、S64.開(kāi)通Q5、S3、Sl、S2、Q45.開(kāi)通Q5、S3、Sl、S2、S4、Q66.開(kāi)通Q5、S3、S2、S4、S67.開(kāi)通S5、S3、Sl、S2、Q48.開(kāi)通S5、S3、Sl、S2、S4、Q69.開(kāi)通S5、S3、Sl、S2、S4、S6BQ31.開(kāi)通Q5、S32種2.開(kāi)通S5、S3Q41.開(kāi)通S4、Q62種2.開(kāi)通S4、S6Q3和Q41.開(kāi)通Q5、S3、S4、Q64種2.開(kāi)通Q5、S3、S4、S63.開(kāi)通S5、S3、S4、Q64.開(kāi)通S5、S3、S4、S6CQ5l.開(kāi)通S5l種Q62.開(kāi)通S6l種8<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>為了更清晰地說(shuō)明實(shí)施步驟,附圖16和圖17以A相為例給出了控制框圖。其中圖16為正常運(yùn)行時(shí)的控制框圖,圖17為發(fā)電勵(lì)i茲階段開(kāi)關(guān)管發(fā)生故障的控制框圖,其他相與此類(lèi)似。本發(fā)明的功率變換器拓樸結(jié)構(gòu)，可以利用上面靈活的控制策略可以實(shí)現(xiàn)發(fā)電運(yùn)行時(shí)各相任意開(kāi)關(guān)管故障后的冗余,并實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)運(yùn)行。開(kāi)關(guān)管利用率高，可靠性強(qiáng),非常適合開(kāi)關(guān)磁阻起動(dòng)/發(fā)電機(jī)的容錯(cuò)控制。權(quán)利要求1.一種開(kāi)關(guān)磁阻起動(dòng)/發(fā)電機(jī)功率變換器，其特征在于包含電源、電解電容(C1)、六個(gè)功率開(kāi)關(guān)管即第一功率開(kāi)關(guān)管(Q1)至第六功率開(kāi)關(guān)管(Q6)、六個(gè)續(xù)流二極管即第一續(xù)流二極管(D3)至第六續(xù)流二極管(D8)、負(fù)載開(kāi)關(guān)管(Q7)、六個(gè)輔助開(kāi)關(guān)管即第一輔助開(kāi)關(guān)管(S1)至第六輔助開(kāi)關(guān)管(S6)、第一功率二極管(D1)、第二功率二極管(D2)和負(fù)載(R)，其中電源的正極串接第一功率二極管(D1)后分別接第二功率二極管(D2)的陰極、第一功率開(kāi)關(guān)管(Q1)的漏極、第三功率開(kāi)關(guān)管(Q3)的漏極和第五功率開(kāi)關(guān)管(Q5)的漏極；電源的負(fù)極分別接第一續(xù)流二極管(D3)的陽(yáng)極、第二功率開(kāi)關(guān)管(Q2)的源極、第三續(xù)流二極管(D5)的陽(yáng)極、第四功率開(kāi)關(guān)管(Q4)的源極、第五續(xù)流二極管(D7)的陽(yáng)極、第六功率開(kāi)關(guān)管(Q6)的源極、電解電容(C1)的輸出端、負(fù)載(R)的負(fù)輸入端和第六輔助開(kāi)關(guān)管(S6)的源極；第六輔助開(kāi)關(guān)管(S6)的漏極分別接第四輔助開(kāi)關(guān)管(S4)的源極、第六功率開(kāi)關(guān)管(Q6)的漏極和第六續(xù)流二極管(D8)的陽(yáng)極；第四輔助開(kāi)關(guān)管(S4)的漏極分別接第二輔助開(kāi)關(guān)管(S2)的源極、第四功率開(kāi)關(guān)管(Q4)的漏極和第四續(xù)流二極管(D6)的陽(yáng)極；第二輔助開(kāi)關(guān)管(S2)的漏極分別接第二功率開(kāi)關(guān)管(Q2)的漏極和第二續(xù)流二極管(D4)的陽(yáng)極；第二續(xù)流二極管(D4)的陰極分別接第二功率二極管(D2)的陽(yáng)極、第四續(xù)流二極管(D6)的陰極、第六續(xù)流二極管(D8)的陰極、電解電容(C1)的輸入端和負(fù)載開(kāi)關(guān)管(Q7)的漏極；負(fù)載開(kāi)關(guān)管(Q7)的源極分別接負(fù)載(R)的正輸入端和第五輔助開(kāi)關(guān)管(S5)的漏極；第五輔助開(kāi)關(guān)管(S5)的源極分別接第三輔助開(kāi)關(guān)管(S3)的漏極、第五功率開(kāi)關(guān)管(Q5)的源極和第五續(xù)流二極管(D7)的陰極；第三輔助開(kāi)關(guān)管(S3)的源極分別接第一輔助開(kāi)關(guān)管(S1)的漏極、第三功率開(kāi)關(guān)管(Q3)的源極和第三續(xù)流二極管(D5)的陰極；第一輔助開(kāi)關(guān)管(S1)的源極分別接第一功率開(kāi)關(guān)管(Q1)的源極和第一續(xù)流二極管(D3)的陰極；第一功率開(kāi)關(guān)管(Q1)的源極與第二功率開(kāi)關(guān)管(Q2)的漏極間串接所述開(kāi)關(guān)磁阻起動(dòng)/發(fā)電機(jī)的A相繞組；第三功率開(kāi)關(guān)管(Q3)的源極與第四功率開(kāi)關(guān)管(Q4)的漏極間串接所述開(kāi)關(guān)磁阻起動(dòng)/發(fā)電機(jī)的B相繞組；第五功率開(kāi)關(guān)管(Q5)的源極與第六功率開(kāi)關(guān)管(Q6)的漏極間串接所述開(kāi)關(guān)磁阻起動(dòng)/發(fā)電機(jī)的C相繞組。全文摘要本發(fā)明公布了一種開(kāi)關(guān)磁阻起/動(dòng)發(fā)電機(jī)功率變換器，屬開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)的容錯(cuò)控制以及功率變換器設(shè)計(jì)的
技術(shù)領(lǐng)域：
。本發(fā)明采用的一種功率變換器拓?fù)?，通過(guò)在傳統(tǒng)的自勵(lì)模式不對(duì)稱(chēng)半橋功率變換器拓?fù)渲型饧恿鶄€(gè)輔助開(kāi)關(guān)管S1-S6，而有效銜接了各橋臂的開(kāi)關(guān)管以及負(fù)載開(kāi)關(guān)管，從而可以實(shí)現(xiàn)各橋臂任意開(kāi)關(guān)管發(fā)生故障時(shí)的冗余，開(kāi)關(guān)管利用率高，可靠性強(qiáng)。針對(duì)不同的故障模式，可以應(yīng)用多種不同控制策略，實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)運(yùn)行，使得發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電性能和可靠性大大提高，非常適合開(kāi)關(guān)磁阻起動(dòng)/發(fā)電機(jī)的容錯(cuò)控制。文檔編號(hào)H02P9/00GK101582671SQ20091003355公開(kāi)日2009年11月18日申請(qǐng)日期2009年6月23日優(yōu)先權(quán)日2009年6月23日發(fā)明者劉澤遠(yuǎn),瑱姚,毛宇陽(yáng),駿蔡,鄧智泉申請(qǐng)人:南京航空航天大學(xué)